Echtzeitüberwachung von Granulationsverfahren
Zu den in der Branche am häufigsten verwendeten Verfahren gehört die Granulation, bei der sich kleinere Teilchen zu größeren Granulaten verbinden. Probleme bei der Granulation führen jedoch noch immer zu einem Ausschuss von bis zu 20 %. Das EU-finanzierte Projekt PARTICLE-PRO(öffnet in neuem Fenster) (Development of a hybrid process analytical technology to characterise the physical and chemical properties of particles) sollte eine Inline-Plattform liefern, um zu ermitteln, welche physikalischen und chemischen Eigenschaften Granulate haben müssen, um eine stabile Produktion zu sichern. Der Schwerpunkt lag dabei auf Größe, Form, Feuchtigkeitsgehalt und gleich bleibender Wirkstoffkonzentration, d.h. Eigenschaften, die bislang noch offline am Endprodukt evaluiert werden. Die Forscher entwickelten eine kombinierte Prozessanalytik, bei der kollimierte 3D-Bildgebung mittels EYECON®-Technologie eines Partnerunternehmens und ein neues miniaturisiertes Nahinfrarot (NIR)-Multipoint- bzw. quasi-chemische Spektroskopie zusammen eingesetzt werden. Dies liefert direkt während der Granulation physikalische und chemische Daten oder Bilder. Das Konsortium ermittelte zusammen mit Projektpartnern und industriellen Endanwendern Systemspezifikationen und Anwendungsmöglichkeiten. Schwerpunkt der Forschungen waren Wirbelschichtgranulationsverfahren (FBG) für Labor- und Industrieanwendungen wie Sphäronisation, Wirbelschicht-Coating, kontinuierliche Walzenkompaktierung und Doppelschnecken-Feuchtgranulation. Mit dem System können Veränderungen im Prozessablauf in Echtzeit überwacht und analysiert werden, und es eignet sich für FGB im Industrie- und Labormaßstab. Hauptziel waren neue Einblicke in den Prozessablauf und die Bereitstellung wissenschaftlicher Daten für die dringend benötigte Qualitätssicherung bei Granulationsverfahren. Dies ist neben der pharmazeutischen Produktion auch für die Herstellung etwa von Lebens- und Nahrungsergänzungsmitteln sowie Kosmetika von entscheidender Bedeutung. Zunächst baute und prüfte das Team die Teststände für die physikalische Bildgebung und die Multipoint-NIR-Systeme in der Entwicklungsphase. Parallel dazu wurden ein industrieller Prototyp entwickelt und Komponenten für das NIR-Modul spezifiziert. Zur Information und Werbung neuer Endkunden wurden eine Webseite und Broschüren herausgegeben. Die Technologie von PARTICLE-PRO wird Herstellern die Bewertung physikalischer und chemischer Eigenschaften von Granulaten noch während des Granulationsverfahrens ermöglichen. Anwendungen hierfür reichen von der Nahrungs- und Düngemittelerzeugung über Feinchemikalien bis hin zur Pharmazeutik.
